UC San Francisco bilim adamları, doktorların vücuttaki bakteriyel enfeksiyonları bulup görselleştirmelerine ve otoimmün reaksiyonlar gibi inflamasyonun diğer yaygın nedenlerini dışarda bırakmasına olanak tanıyan bir görüntüleme aracı geliştirdi.
Bilimsel Raporlarda 11 Ağustos 2017'de UCSF araştırma ekibi, PET (pozitron emisyon tomografisi) olarak bilinen görüntüleme tekniği ile yapılan taramaların, iki geniş bakteri grubu, gram-negatif ve gramın neden olduğu farelerde etkili bir şekilde tespit edildiğini bildirmiştir. -positif, diğer iltihaplanma nedenlerinden bir sinyal oluşturmadan.
Yeni çalışma, zayıf radyoaktif bir atomun kimyasal olarak bağlandığı gram-negatif ve gram-pozitif bakteriler tarafından kolayca emilen bir amino asit olan D-metionini kullanmaktadır. D-metionin bazlı PET görüntüleme insanlarda kullanılmak üzere onaylanmışsa, doktorların zorlu tanılarla karşılaştıklarında enfeksiyonları çok daha hızlı bulup tedavi etmelerine izin verecekti. Yöntem ayrıca, aşırı kullanıldığında, dirençli bakteriyel suşları teşvik edebilen antibiyotik reçete ederken doktorlara daha fazla kesinlik sağlayabilir.
UCSF'de radyoloji ve biyomedikal görüntüleme profesörü ve makalenin kıdemli yazarlarından doktora profesörü olan Dr. Michael Ohliger, “Her zaman bu senaryolara sahibiz” dedi. Hastalar, yeni bir implantın etrafında veya yeni bir cerrahi insizyonla ilgili kronik ağrıdan şikayet edecekler ve bölgenin enfekte olup olmadığını veya ameliyattan sonra sadece iltihaplı olup olmadığını söylemek zordur.
Ohliger, "Şu anda, bir enfeksiyon olup olmadığını ve diğer bilgilere ve eğitimli tahminlere dayanmadığını söylüyoruz. Ancak bu, tahmin etmemizi ve kesin olarak bilmemizi engeller" dedi.
İşbirliği Daha İyi Bir PET Görüntüleme Temsilcisi Kurdu
PET görüntüleme yapmak için, doktorlar, belirli proteinlere bağlanan veya tümörlerde, iltihaplı bölgelerde ve diğer problem noktalarında biriken küçük dozlarda "radiotracer" ile hastaları enjekte eder. En yaygın olarak kullanılan izleyici, FDG adı verilen şeker benzeri bir molekül, enfekte olmuş bölgelerde birikir, ancak aynı zamanda bağışıklık hücrelerini mikropsuz inflamasyon bölgeleri ve tümörleri izler. Ve steril bir inflamasyonun tedavisi - genellikle bir çeşit immünsüpresan - doktorların enfeksiyonlu bir hasta için isteyecekleri son şeydir.
Belirli bakterilere bağlanan radyoaktif işaretli antikorlar gibi diğer tracer'ler, birçok enfeksiyöz suşu kolayca özlerler ve aynı zamanda, bozulmamış, canlı olanlardan daha çok parçalanan ve dökülen ölü bakterilerden daha güçlü bir sinyal yayabilirler.
Daha iyi bir radiotracer arayışı, diğer UCSF araştırmacıları David Wilson, MD, PhD ve makalenin diğer kıdemli yazarları olan Dr. Tıpta yardımcı doçent olan Rosenberg, bulaşıcı hastalıkları araştırıyor ve tedavi ediyor, bu yüzden daha iyi bir görüntüleme aracı olmasını diliyordu. Radyoloji doçentlerinden Wilson, yeni görüntüleme kimyasallarını sentezleyen ve test eden bir laboratuvara sahipti. Rosenberg, "Farklı alanlardan uzmanlıklarını birleştiren harika bir örnek" diyor.
İdeal molekül, canlı ya da ölü hücrelere ayrım yapmaksızın bağlanmak yerine, yalnızca canlı bakterileri algılayacaktır; Büyümelerinde aktif bir rol oynamıştı. Ve insan hücreleri tarafından kullanılan bir madde olamazdı, çünkü o zaman vücuttaki her hücre PET taramasında "yanar".
Bakteri Hücre Duvarları İçeren Molekül
Tasarıma uyan bir grup molekül, bakterilerin kendi koruyucu hücre duvarlarını oluşturmak için çevrelerinden aldıkları D-amino asitleriydi. Bu moleküller, tüm organizmaların protein oluşturmak için kullandıkları L-amino asitlerin ayna görüntüleridir. Ancak insan hücreleri D çeşitliliğinden çok daha az faydalanırlar, bu nedenle ekip radyoaktif işaretli bir D-amino asidin bakteriler üzerinde sıfır olmasını ister.
Ekip, radyoaktif olarak işaretlendiğinde güçlü bir sinyal veren, bakteriyel hücre duvarlarının küçük bir bileşeni olan D-metiyonin'e yerleşti. D-metionin yeteneklerini araştırmak için araştırmacılar, hem gram-negatif Staphylococcus aureus ("staph") hem de gram-pozitif Escherichia coli'yi - enfekte edici bakteriler - farelere enjekte etti. Daha sonra farelere tek bir radyoaktif Karbon-11 atomu ile etiketlenmiş D-metiyonin molekülleri enjekte edildiğinde, PET taraması her iki enjeksiyon bölgesinde de biriken radiotracer gösterdi.
“Birçok radiotracer gram-negatif enfeksiyonları tespit edebilir, ancak önemsediğimiz enfeksiyonların çoğu gram pozitiftir, bu yüzden bu çok büyük” diyor Wilson.
Dahası, görüntüleme, tanı aracını sadece aktif enfeksiyonları yakalayan ölü bakterilerin enjeksiyonlarını tespit etmedi.
Radiotracer Hızlı Uyarlanabilir Olmalı
Wilson, diğer bazı deneysel radiotracerlerin aksine, "radyoaktif işaretli D-metiyonin yapmak çok kolay" dedi. “L-metiyonin yapmak için birçok tıbbi merkezde birçok otomatik ekipman var” ve D-metioninin basitçe farklı bir molekülle başlamasını gerektiriyor.
Bu nedenle ekip, insan hastalarda tanı için D-metionin bulgularının hızlı bir şekilde çevrilmesini umuyor. PET deneylerini postdoc olarak yapan Virginia Üniversitesi'nde klinik radyoloji profesörü Javier Villanueva-Meyer, “İzleyici sadece bakterileri hedeflediğinden fareler ve insanlar arasındaki hiçbir farkı tahmin etmiyorum” dedi. Wilson'ın laboratuvarı.
Onaylandığında, görüntüleme antibiyotik direncine karşı mücadelede dolaylı olarak yardımcı olabilirdi. "Bir hekim, bulaşıcı veya enflamatuar bir sorunla uğraşıp uğraşmadıklarını bilmiyorsa, antibiyotik direncine yol açan geniş spektrumlu antibiyotiklere aşırı doz verebilirler" diyen Kiel Neumann, üniversitede biyomedikal ve radyoloji profesörü olan Dr. Virginia ve gazetenin diğer başrol yazarı. "Bu yaklaşımla, klinisyen kesin bir tanı alır."
Ayrıca, bir enfeksiyonun yanıt verip vermediğini görmek için tedavi sırasında tarama yapmak, doktorların enfeksiyonları zaten dirençli olan antibiyotiklerle tedavi etmekten kaçınmasına yardımcı olabilir. Rosenberg, "Bir yanıt alıp almadığınızı anında görürsünüz, " dedi.
Enfeksiyon yanıt vermiyorsa, doktorlar tedaviyi değiştirir. Ve enfeksiyon yenildikten sonra tedavi çabucak bitebilir. Neumann, "Bu, hassas tıbbın özüdür, " dedi.